圖解幾種常見的線性表

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線性表

什麼是線性表？就是一種連續或間斷存儲的數組，這裏的連續和間斷是針對物理內存空間中線性表元素之間是否連續，其中連續數組對應內置數組的實現方式，間斷數組對應的是指針的實現方式，這種方式也稱爲鏈表實現。

也就是說，線性表有兩種實現方式，一種是內置數組實現，另外一種是鏈表實現。
下面來看一下，有哪些數據結構屬於線性表吧！

棧(stack)

特性

• 先進後出
• 只有惟一的一個出入口

介紹

棧（stack）又名堆棧，它是一種運算受限的線性表。其限制是 僅容許在表的一端進行插入和刪除運算。這一端被稱爲棧頂，相對地，把另外一端稱爲棧底。向一個棧插入新元素又稱做進棧、入棧或壓棧，它是把新元素放到棧頂元素的上面，使之成爲新的棧頂元素；從一個棧刪除元素又稱做出棧或退棧，它是把棧頂元素刪除掉，使其相鄰的元素成爲新的棧頂元素。

經過上面的話語表達，相信不難理解棧的概念。下面咱們上圖感覺一下棧和入棧出棧狀況：

上圖中咱們能夠看到入棧、出棧的實際狀況。只有一個入口（缺口），在這個缺口處，進行入棧和出棧操做。在現實生活中更形象的比喻就是壘磚。
磚一次一次往上疊加，取的時候也是從最上部取，一直取到底部的最後一塊。

php實現

php也能夠實現簡單的棧，因爲php中沒有提供很好的操做指針的方式，因此只能經過數組的方式實現。使用連個函數就能夠，它們分別是 array_push和array_pop

1. array_push 將一個或多個單元壓入數組的末尾（入棧）;
2. array_pop 彈出數組最後一個單元（出棧）

簡單代碼示例：

$arr = [];

array_push($arr, 1); // $arr[] = 1;
print_r($arr);
sleep(1);

array_push($arr, 2); // $arr[] = 2;
print_r($arr);
sleep(1);

array_push($arr, 3); // $arr[] = 3;
print_r($arr);
sleep(1);

$val = array_pop($arr);
echo $val . "\n\n";
print_r($arr);
sleep(1);

$val = array_pop($arr);
echo $val . "\n\n";
print_r($arr);

把這段代碼放在cli下跑，就能看到效果了，看一下運行gif圖：

從命令行的執行結果來看，咱們先依次入棧一、二、3三個值，後來取出的時候，也是按照棧的先進後出，後進先出的特性出棧的。

隊列（queue）

特性

• 先進先出
• 兩個缺口，一入口，一個出口

介紹

隊列（queue）是一種採用先進先出(FIFO)策略的抽象數據結構，它的想法來自於生活中排隊的策略。在生活中比較形象的比喻就是排隊了。

php實現

一樣的，php中也能夠以數組的形式實現隊列，兩個函數array_push和array_shift

• array_push 將一個或多個單元壓入數組的末尾（入隊）;
• array_shift 將數組開頭的單元移出數組（出隊）

能夠發現array_push和上面的棧入棧是同一個函數，其實兩個函數的做用同樣。用在這裏就表示爲入隊了。

簡單代碼示例：

header("Content-type:text/html;charset=utf-8");  

$arr = [];
echo '入隊-1 array_push($arr, 1)' . "\n";
array_push($arr, 1); // $arr[] = 1;
print_r($arr);
sleep(1);
echo '入隊-2 array_push($arr, 2)' . "\n";
array_push($arr, 2); // $arr[] = 2;
print_r($arr);
sleep(1);
echo '入隊-3 array_push($arr, 2)' . "\n";
array_push($arr, 3); // $arr[] = 3;
print_r($arr);
sleep(1);

echo '出隊-3 array_shift($arr)' . "\n";
$val = array_shift($arr);
echo $val . "\n\n";
print_r($arr);
sleep(1);

echo '出隊-2 array_shift($arr)' . "\n";
$val = array_shift($arr);
echo $val . "\n\n";
print_r($arr);

圖示：

從命令行的執行結果咱們能夠看到，咱們依次入隊 一、二、3三個值，出隊的時候先出1，再出2.符合咱們隊列的特性，先進先出，後進後出。

單鏈表

特性

• 由每個節點組成
• 每一個節點中包含下一個節點的指針(*next)

介紹

單鏈表是一種鏈式存取的數據結構，用一組地址任意的存儲單元存放線性表中的數據元素。鏈表中的數據是以結點來表示的，每一個結點的構成：元素(數據元素的映象) + 指針(指示後繼元素存儲位置)，元素就是存儲數據的存儲單元，指針就是鏈接每一個結點的地址數據

鏈表有兩個比較重要的部分組成:

1. 指針 指向下一個節點的地址，（即內存位置的直接地址）
2. 節點 鏈表中的組成部分，對於單鏈表，一個節點裏麪包含節點數據和下一個節點的指針

圖中咱們能夠看到，單向鏈表由一個頭指針、頭節點、n個元素節點和尾節點組成。
其中頭指針表明，咱們根據這個指針能夠找到對應的鏈表
頭節點，用來存儲鏈表的一些信息，好比鏈表長度，頭節點指針指向第一個元素節點
每一個節點中又包括，節點數據（data）和指針（*next指向下一個元素節點）、
一直到尾節點爲null

雙向鏈表

特性

1. 同單鏈表相似由一個一個的節點組成
2. 與單向鏈表不一樣的是，每一個節點中包含了除數據(data)以外的上一個節點的指針(*prev)和下一個節點的指針(*next)

介紹

雙向鏈表又叫作雙鏈表；跟單向鏈表不一樣的是，他的每一個節點都有兩個指針，一個指向前面的一個節點，一個指向後面的節點。經過這兩個指針咱們能夠很方便的經過某一個節點，訪問到相（前）鄰（後）的兩個節點。

咱們來看一下，雙向鏈表的圖示：

圖中咱們能夠看到，除了頭節點和尾節點以外，每一箇中間節點與節點之間都是首尾相連，每一個節點保存了上一個節點的指針和下一個節點的指針，這就是與單鏈表的不一樣之處。

注：咱們也能夠構造雙向循環鏈表；尾節點的下一個指針*next指向頭節點，而頭節點的*prev指向尾節點；這樣就構成了一個雙向循環鏈表；下圖所示，咱們只需把雙向鏈表簡單改造一下便可：

總結

以上，就是本篇文章介紹的內容了。數據結構不少，也很高深，其中的算法知識，也讓人耐人尋味。